Why don’t poisonous animals poison themselves? - Rebecca D. Tarvin

Translator: Ehsan Memari Reviewer: sadegh zabihi

One fine day,

یک روز خوب،

when Charles Darwin was still a student at Cambridge,

وقتی که چارلز داروین هنوز یک دانش آموز در کمبریج بود،

the budding naturalist tore some old bark off a tree

طبیعت شناس تازه شکوفا شده پوست کهن سال یک درخت را کند

and found two rare beetles underneath.

و دوعدد سوسک کمیاب را زیر آن پیدا کرد.

He’d just taken one beetle in each hand when he spotted a third beetle.

او هریک از سوسک‌ها را دستانش گرفته بود که توجهش به سومین سوسک جلب شد.

Stashing one of the insects in his mouth for safekeeping,

برای نگهداری از سوسک‌ها یکی از آن‌ها را درون دهانش گذاشت،

he reached for the new specimen –

و برای گرفتن گونه جدید دست دراز کرد --

when a sudden spray of hot, bitter fluid scalded his tongue.

که یک مرتبه مایعی داغ و تلخ باعث تاول زدن زبانش شد.

Darwin’s assailant was the bombardier beetle.

حمله کننده به داروین یک سوسک بمب افکن بود.

It’s one of thousands of animal species,

یکی از هزاران گونه حیوانات،

like frogs,

مثل قورباغه ها،

jellyfish,

عروس دریایی،

salamanders,

سمندرها،

and snakes,

و مارها،

that use toxic chemicals to defend themselves –

که هرکدام از مواد شیمیایی برای دفاع از خودشان استفاده می‌کنند --

in this case, by spewing poisonous liquid from glands in its abdomen.

که دراین مورد، با خارج کردن مایع سمی از غدد درونی شکم همراه بود.

But why doesn’t this caustic substance, ejected at 100 degrees Celsius,

اما چرا این ماده سوزاننده، که با دمای ۱۰۰ درجه سلسیوس خارج می شود،

hurt the beetle itself?

به خود سوسک آسیبی نمی‌رساند؟

In fact, how do any toxic animals survive their own secretions?

درحقیقت، چگونه حیوانات سمی از سم خودشان آسیبی نمی‌بینند؟

The answer is that they use one of two basic strategies:

جواب اینجاست که آنها یکی از این دو ترفند اساسی را به کار می برند:

securely storing these compounds

این ترکیبات را به طور ایمن نگه می‌دارند

or evolving resistance to them.

یا در برابر آنها مقاوم شده‌اند.

Bombardier beetles use the first approach.

سوسک بمب افکن از رویکرد نخست استفاده می کند.

They store ingredients for their poison in two separate chambers.

آن ها ترکیبات لازم برای مواد سمی را در دو محفظه جداگانه نگهداری می‌کنند.

When they’re threatened, the valve between the chambers opens

هنگامی که در معرض خطر قرار می‌گیرند، دریچه بین محفظه‌ها باز می‌شود

and the substances combine in a violent chemical reaction

و مواد در یک واکنش شیمیایی ماهرانه با یک دیگر ترکیب شده

that sends a corrosive spray shooting out of the glands,

و یک افشانه نابود کننده از غدد به بیرون شلیک می‌شوند،

passing through a hardened chamber that protects the beetle’s internal tissues.

با عبور کردن از یک محفظه سخت که از بافت های داخلی سوسک مراقبت می‌کند.

Similarly, jellyfish package their venom safely

به همین ترتیب، عروس‌های دریایی نیز سموم خودشان را به طور ایمن

in harpoon-like structures called nematocysts.

در ساختارهایی نیزه مانند به نام یاخته گزنده بسته بندی می‌کنند.

And venomous snakes store their flesh-eating, blood-clotting compounds

مارهای سمی نیز ترکیبات لخته کننده خون، خورنده گوشت خودشان را

in specialized compartments that only have one exit:

در بخش‌های مخصوصی که تنها یک راه خروجی دارد نگهداری می‌کنند:

through the fangs and into their prey or predator.

از طریق نیش و به شکار یا شکارچیان خود.

Snakes also employ the second strategy: built-in biochemical resistance.

مارها همچنین از ترفند دوم نیز استفاده می کنند: مقاومت در برابر مواد بیوشیمیایی

Rattlesnakes and other types of vipers manufacture special proteins

مارهای زنگی و گونه‌های دیگر مار پروتئین‌های مخصوصی تولید می‌کنند

that bind and inactivate venom components in the blood.

که اجزای زهر را در خون غیرفعال و محصور می‌کند.

Meanwhile, poison dart frogs have also evolved resistance to their own toxins,

درضمن، قورباغه‌های نیزه سمی نیز در برابر سموم خودشان مقاوم شده‌اند،

but through a different mechanism.

اما با مکانیسمی متفاوت.

These tiny animals defend themselves using hundreds of bitter-tasting compounds

این حیوانات کوچک از خودشان با استفاده از صدها ترکیب تلخ مزه‌ای

called alkaloids

که آلکالوئید نامیده می‌شوند دفاع می‌کنند

that they accumulate from consuming small arthropods like mites and ants.

که از مصرف بی‌مهرگان کوچک نظیر مورچه‌ها و کنه‌ها به دست می‌آورند.

One of their most potent alkaloids is the chemical epibatidine,

یکی از نیرومندترین آلکالوئیدها اپیباتیدین‌های شیمیایی هستند،

which binds to the same receptors in the brain as nicotine

که به مانند نیکوتین درمغز به گیرنده‌های مشابه می‌چسبند

but is at least ten times stronger.

اما حداقل ده برابر قدرتمندترهستند.

An amount barely heavier than a grain of sugar would kill you.

فقط مقادیر کمی سنگین‌تر از یک دانه شکر می‌تواند شما را بکشد.

So what prevents poison frogs from poisoning themselves?

بنابراین چه چیزی از مسمومیت خود قورباغه‌های سمی جلوگیری می‌کند؟

Think of the molecular target of a neurotoxic alkaloid as a lock,

مولکول هدف یک ماده عصبی‌سمی آلکالوئید را به عنوان یک قفل،

and the alkaloid itself as the key.

و خود آلکالوئید را نیز به عنوان یک کلید در نظر بگیرید.

When the toxic key slides into the lock,

وقتی که کلید سمی به داخل قفل وارد می‌شود،

it sets off a cascade of chemical and electrical signals

آبشار و سیلی از مواد شیمیایی و سیگنال‌های الکتریکی را به جریان درمی‌آورد

that can cause paralysis,

که می‌تواند باعث فلج شدن،

unconsciousness,

بیهوشی،

and eventually death.

و حتی مرگ شود.

But if you change the shape of the lock, the key can’t fit.

اما اگر شکل قفل را تغییر دهید، کلید نمی‌تواند با آن مطابقت کند.

For poison dart frogs and many other animals with neurotoxic defenses,

قورباغه‌های نیزه سمی و بسیاری از حیوانات با دفاع به شیوه مواد سمی‌عصبی،

a few genetic changes alter the structure of the alkaloid-binding site

کمی تغییرات ژنتیکی ساختار محل اتصال آلکالوئید را دگرگون می‌کنند

just enough to keep the neurotoxin from exerting its adverse effects.

به اندازه‌ای که نوروتوکسین را از اعمال تاثیرات مضر حفظ کند.

Poisonous and venomous animals

حیوانات سمی و زهردار

aren’t the only ones that can develop this resistance:

تنها حیواناتی نیستند که می‌توانند این مقاومت را ایجاد کنند:

their predators and prey can, too.

شکارچی‌ها و طعمه‌هایشان نیز می‌توانند.

The garter snake, which dines on neurotoxic salamanders,

مار گارتر آمریکایی، که از سمندرهای سمی تغذیه می‌کند،

has evolved resistance to salamander toxins

در برابر سموم سمندر مقاوم شده است

through some of the same genetic changes as the salamanders themselves.

از طریق تغییرات ژنتیکی مشابهی دقیقا مثل خود سمندرها.

That means that only the most toxic salamanders can avoid being eaten—

به این معنا که تنها سمی‌ترین سمندرها می‌توانند از خورده شدن در امان بمانند --

and only the most resistant snakes will survive the meal.

و تنها مقاوم‌ترین مارها می‌توانند از وعده غذایی‌شان نجات پیدا کنند.

The result is that the genes providing the highest resistance and toxicity

نتیجه این است که ژن‌هایی که بیشترین مقاومت و سمی بودن را فراهم می‌کنند

will be passed on in greatest quantities to the next generations.

به بیشترین میزان به نسل‌های بعد منتقل خواهند شد.

As toxicity ramps up, resistance does too,

هر میزان سمی بودن بیشتر می‌شود، مقاومت هم بیشتر خواهد شد،

in an evolutionary arms race that plays out over millions of years.

در یک نژاد تکامل یافته مسلح که میلیون‌ها سال باقی خواهند ماند.

This pattern appears over and over again.

این الگو بارها و بارها مجددا پدیدار می‌شود.

Grasshopper mice resist painful venom from scorpion prey

موش صحرایی از طریق تغییرات ژنتیکی در سیستم عصبی‌اش در برابر سموم دردناکی

through genetic changes in their nervous systems.

که از طرف طعمه‌اش عقرب وارد می‌شود مقاومت می‌کند.

Horned lizards readily consume harvester ants,

سوسمار شاخ‌دار به راحتی با مقاومت از طریق پلاسماهای خونی مخصوص

resisting their envenomed sting with specialized blood plasma.

در برابر نیش‌های زهرآلود مورچه‌های برداشت کننده از آنها تغذیه می‌کنند.

And sea slugs eat jellyfish nematocysts,

حلزون‌های بی‌صدف دریایی که یاخته‌های گزنده عروس دریایی را می‌خورند،

prevent their activation with compounds in their mucus,

با ترکیبات درون مخاط خود از فعال شدن آنها جلوگیری کرده،

and repurpose them for their own defenses.

و مجددا از آنها برای دفاع از خودشان استفاده می‌کنند.

The bombardier beetle is no exception:

سوسک بمب افکن استثناء نیست:

the toads that swallow them

وزغ‌هایی که آنها را می‌خورند

can tolerate the caustic spray that Darwin found so distasteful.

می‌توانند اسپری سوزاننده آنها را که برای داروین خیلی ناخوشایند بود تحمل کنند.

Most of the beetles are spit up hours later,

بیشتر این سوسک‌ها ساعتی بعد به بیرون انداخته می‌شوند،

amazingly alive and well.

به طور شگفت انگیزی زنده و سالم.

But how do the toads survive the experience?

اما چگونه وزغ‌ها از این رخداد جان سالم به در می‌برند؟

That is still a mystery.

هنوز هم یک معماست.